滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治

滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治1概述茅臺鎮(zhèn)位于黔北赤水河河畔，是川黔水陸交通的咽喉要地。地處貴州高原西北部，大婁山脈西段北側(cè)。茅臺赤水河沿岸分布廣大的侏羅系紅層，這種特殊地層據(jù)研究與當(dāng)?shù)蒯劸瀑|(zhì)量有重大的關(guān)系。根據(jù)《赤水河上游生態(tài)功能區(qū)規(guī)劃》有關(guān)規(guī)劃該區(qū)域被劃為國酒特殊水源保護(hù)區(qū)及國酒特殊經(jīng)濟(jì)區(qū)1。該地區(qū)是中國醬香型白酒圣地，域內(nèi)白酒業(yè)興盛，聚集了以茅臺酒為代表的一大批名優(yōu)白酒生產(chǎn)企業(yè)。同時該地區(qū)也是仁懷市滑坡地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，滑坡地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)、頻發(fā)。隨著國民生活水平的提高，刺激了對名優(yōu)白酒的需求，在茅臺鎮(zhèn)赤水河沿岸侏羅系紅層分布區(qū)激起一輪酒廠建設(shè)的浪潮。工程建設(shè)極易誘發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。筆者有幸在此區(qū)域開展過地質(zhì)環(huán)境調(diào)查項目，分析了該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征及分布特點，結(jié)合該地區(qū)出現(xiàn)典型地質(zhì)災(zāi)害情況，針對該地區(qū)工程建設(shè)提出一些看法。2區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景條件茅臺鎮(zhèn)赤水河沿岸地區(qū)地貌主要為淺切低中山向斜谷地，赤水河為最低侵蝕線。屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，基本特點是冬暖、夏熱、少雨，年均17.4℃，夏季最高溫度達(dá)40℃，炎熱季節(jié)達(dá)半年之久。冬季無霜期長，溫差小，年均無霜期多達(dá)359d。而年降雨量僅800?900mm，是仁懷市內(nèi)的少雨區(qū)。境內(nèi)河流均屬于長江流域赤水河水系，赤水河此段大體由南向北完全流入四川境內(nèi)，兩岸發(fā)育眾多支流。出露地層主要為白堊系侏羅系紅色砂巖、泥巖地層，俗稱紅層，主要有白堊系茅臺群（K2m）紫紅色礫巖、侏羅系上沙溪廟組（J2s）紫紅色長石砂巖、粉砂巖、粘土巖，侏羅系下沙溪廟組（J2x）紫紅色砂巖、粉砂巖、粘土巖互層、侏羅系中下統(tǒng)自流井群（J1-2zl）紫紅色粘土巖、砂巖夾泥灰?guī)r。構(gòu)造上該區(qū)處于茅臺向斜核部附近，茅臺走向整體呈“S”狀，在該區(qū)域呈現(xiàn)倒轉(zhuǎn)的向斜。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（6818306-2001），境內(nèi)地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35，地震動峰值加速度為0.05g。根據(jù)地震動峰值加速度分區(qū)和地震基本烈度對照表，仁懷市境內(nèi)地震基本烈度為W度。區(qū)域巖類主要為軟質(zhì)巖組，抗壓強(qiáng)度低，易風(fēng)化。地下水類型為基巖裂隙水，由大氣降水補(bǔ)給，沿基巖裂隙賦存運移，在地勢低洼處以泉點形式排泄。人類工程活動較強(qiáng)烈，因為該地區(qū)位于釀酒的黃金地段，酒廠建設(shè)活動、城鎮(zhèn)建設(shè)、交通建設(shè)迅速發(fā)展。20世紀(jì)90年代之前耕植率普遍較高，植被破壞嚴(yán)重，隨著近年來天保工程、退耕還林、還草工程的實施，生態(tài)植被逐漸恢復(fù)。3地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育情況在20世紀(jì)50年代，茅臺地區(qū)就有“山搖地動之說”。20世紀(jì)60年代，茅臺酒廠的房屋開裂、地面下陷、道路破壞現(xiàn)象時有發(fā)生。20世紀(jì)80年代隨著茅臺酒廠的擴(kuò)建，有關(guān)勘探部門對茅臺滑坡分期、分批進(jìn)行了勘探，查明當(dāng)時大小滑坡共20多處。隨后茅臺酒廠對這些滑坡進(jìn)行了治理。之后茅臺酒廠對其新建酒廠斜坡進(jìn)行了抗滑樁等支護(hù)措施，取得了較好的效果。根據(jù)最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明2,至調(diào)查時間截止，茅臺鎮(zhèn)共有13處地質(zhì)災(zāi)害隱患點，有11處位于赤水河兩岸硅質(zhì)碎屑巖“紅層”分布區(qū)，其中10處滑坡，1處泥石流。以滑坡為主，地質(zhì)災(zāi)害均為小型。該區(qū)域為滑坡地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)3。赤水河河畔的S208省道雨季多次誘發(fā)滑坡及落石，交通中斷，給當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活帶來諸多不便。近年來由于赤水河西岸釀酒業(yè)的快速發(fā)展，新建或廠房擴(kuò)建，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害失穩(wěn)加劇。4滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特點目前該區(qū)域滑坡地質(zhì)災(zāi)害主要有3種類型，分別為殘坡積層滑坡、崩滑、順層滑坡3大類。在赤水河?xùn)|岸（茅臺酒廠所在區(qū)域），該區(qū)域巖層產(chǎn)狀為280°?2950/15°?20°,斜坡多形成順向坡，地形坡度多在15°?30°,暴雨氣象條件下，比較容易發(fā)生殘坡層滑坡，此類滑坡主要沿巖土界面滑動，規(guī)模較小。還有一類為順層滑坡，隨著人類工程建設(shè)活動的加強(qiáng)，切坡形成臨空面及河流沖蝕形成了臨空面，而侏羅系自流井組地層發(fā)育多層泥巖與砂巖互層，泥巖、砂巖接觸面也容易形成潛在滑坡，在降雨條件下及人工加載的情況下容易誘發(fā)此類滑坡。陳佑德等4運用遙感技術(shù)對赤水河?xùn)|岸地區(qū)古滑坡進(jìn)行研究分析，在茅臺鎮(zhèn)赤水河?xùn)|岸解譯了古滑坡的分布及特征。根據(jù)筆者在現(xiàn)場的調(diào)查情況，該地區(qū)巖層產(chǎn)狀與地形坡度基本一致，在河流下蝕過程中切斷巖層及人為削坡形成臨空面的情況下，才能形成此類順層滑坡。在赤水河西岸地區(qū)斜坡大多為逆向坡，地形坡度較陡，主要為小型的崩滑破壞。主要在強(qiáng)降雨的狀態(tài)下，表層土體飽水，比較高大的喬木根部加固效果有限，在自重及風(fēng)荷載作用下，根部對周圍土體的拖拽作用，加劇土體的破壞，從而產(chǎn)生崩滑現(xiàn)象。在赤水河河西岸部分地區(qū)，部分斜坡為順向破，在人為開挖形成臨空面的情況下，也容易沿巖土界面及泥巖與砂巖接觸面產(chǎn)生滑坡。近年來，隨著茅臺鎮(zhèn)赤水河西岸釀酒業(yè)新一輪的建設(shè)，誘發(fā)滑坡呈加劇的趨勢。以下以茅臺鎮(zhèn)西岸一擴(kuò)建的酒廠形成滑坡為例來具體分析。5典型滑坡地質(zhì)災(zāi)害案例該滑坡位于茅臺鎮(zhèn)赤水河西岸椿樹村蘭家灣一帶。由于下部一酒廠擴(kuò)建切坡形成陡坎誘發(fā)其上部坡體發(fā)生變形，引起2個酒廠酒庫、制曲車間、地坪產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，引起了責(zé)任糾紛5。上部酒廠采用樁基礎(chǔ)，樁長在滑面以下。達(dá)該滑坡位于斜坡的一小山脊位置（詳見圖1、圖2），東西兩側(cè)為沖溝，地形坡度約15°。人類工程活動強(qiáng)烈，分布多個酒廠。出露地層為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2s）紫紅色砂巖、泥巖。巖層產(chǎn)狀3400/25°,巖體中主要發(fā)育2組優(yōu)勢裂隙，裂隙產(chǎn)狀為345。/70。、65。/55。，裂隙寬0.5?5cm,裂隙間距0.5?2m,粘土充填，巖體完整性較差。構(gòu)造上處于茅臺向斜核部位置。該滑坡位于一老滑坡后緣地帶（該老滑坡于1992年雨季滑動失穩(wěn)），滑坡呈圈椅狀，前緣最寬處達(dá)82m,縱長43m,主滑向340°,滑體達(dá)4.23X104m3,屬于小型淺層牽引式滑坡。滑坡邊界受地形及變形裂縫控制，某酒廠2酒庫后形成弧形的張拉裂縫，控制滑坡的后緣邊界；前緣邊界受酒廠3下部切坡形成6?9m的臨空面，控制滑坡前緣邊界。該開挖臨空而沒有及時修建擋土墻，后來在該位置修建了抗滑樁；左側(cè)緣受沖溝控制，右側(cè)邊界沿下部開挖臨空面邊界山脊線控制。滑體物質(zhì)以紫紅色殘坡積土、侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2s）的強(qiáng)風(fēng)化紫紅色泥巖、砂巖?；参毁_系中統(tǒng)上沙溪廟（J2s）中風(fēng)化紫紅色泥巖、灰褐色砂巖地層?；嫖挥谏诚獜R組強(qiáng)風(fēng)化紫紅色泥巖與中風(fēng)化灰褐色砂巖的接觸面。強(qiáng)風(fēng)化紫紅色泥巖在遇水軟化呈粘土狀，力學(xué)強(qiáng)度低。變形特征：在滑坡上發(fā)育多條裂縫，滑坡后緣發(fā)育地面裂縫DLF1?DLF5，這些裂縫發(fā)生時間在2014年3~4月之間（此時間較好也在下部酒廠切坡開挖及擋土墻施工時間）。DLF1（裂縫1）發(fā)育于某酒廠酒庫地坪上（該建筑為框架結(jié)構(gòu)，采用樁基礎(chǔ)），裂縫長約20.7m，寬約0.2?2cm，可見深度2?3cm，裂縫走向248°，傾向334°，其北西側(cè)下錯2?3mm，無充填，裂面新鮮粗糙，為拉張裂縫。DLF2（裂縫2）為DLF1的西端延伸，出現(xiàn)在工棚地面上，呈弧形，長約16m,向北西側(cè)下錯約1?2mm，裂隙走向210°，無充填，裂面新鮮粗糙，為拉張裂縫。DLF3位于酒庫東南角的道路上，裂隙長度約171^走向230°為拉張裂縫，已被水泥砂漿填補(bǔ)。DLF4,位于國和酒業(yè)場區(qū)酒庫道路上，裂縫長度約55m，寬度0.5?4cm，裂縫走向為250°，延伸性較好，可視深度2?5cm。DLF5出現(xiàn)在鍋爐房（煙囪）與酒庫間，裂縫長度約26m，寬度0.5?2cm，裂縫走向為250°，延伸性較好。在滑坡中下部也發(fā)育多條裂縫，如裂縫DLF7：該裂縫發(fā)育于酒庫下方基礎(chǔ)與堡坎間，裂縫長度約64m，寬度20?30cm，可見深度為1?3m，可見基礎(chǔ)及土層，基礎(chǔ)與堡坎錯落0.5?1.7m，裂縫走向為250°傾向340°，延伸性較好。據(jù)訪問，裂縫DLF7所在位置在開挖前已出現(xiàn)局部堡坎沉降及坍塌現(xiàn)象，但未見裂縫出現(xiàn)。此外，酒廠1與酒廠2酒庫也可見多條裂縫?；掠绊懸蛩嘏c變形破壞機(jī)制分析：影響因素：地形地貌方面：該滑坡區(qū)域?qū)儆诔嗨庸鹊椭猩角治g斜坡地貌，地形坡度在15°左右，兩側(cè)發(fā)育2條沖溝；巖土體結(jié)構(gòu)：該區(qū)域出露紅層侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組砂巖、泥巖及砂巖、泥巖互層。地層產(chǎn)狀與坡向相同，為典型的順向破。地層中泥巖已風(fēng)化，在水的作用下力學(xué)強(qiáng)度大大降低；降雨的影響：工作區(qū)降水豐富，對滑坡的影響主要有2個方面，一方面大氣降水滲入地下增加了斜坡巖土體的自重；另一方面雨水滲入地表，對強(qiáng)風(fēng)化泥巖起軟化作用，大大降低潛在滑面的抗剪強(qiáng)度，斜坡失穩(wěn)概率大大增加（地下水位埋藏較深）；人類工程活動影響：該區(qū)域是醬香型白酒釀造的黃金地段，修建酒廠等工程活動強(qiáng)烈，切坡平整現(xiàn)象常見。該滑坡前緣位置2013年底由酒廠3修建道路切坡未能及時支護(hù)形成了6?9m臨空面，其上部逐步出現(xiàn)大量張拉裂縫。該滑坡形成機(jī)理主要為在紅層順向斜坡中，由于工程活動切坡形成臨空面，在降雨的影響下，下部強(qiáng)風(fēng)化泥巖雨水軟化，抗剪切強(qiáng)度大大降低，沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖與下部砂巖形成潛在的滑動面而發(fā)生變形。6防治建議①茅臺地區(qū)為滑坡地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，斜坡容易沿巖土體接觸面產(chǎn)生滑動，順向斜坡也容易在工程建設(shè)切坡工程中沿軟弱結(jié)構(gòu)面（層面）產(chǎn)生滑動破壞。而此區(qū)域為釀酒的黃金地段，工程活動十分強(qiáng)烈，工程建設(shè)項目應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘查工作，開挖坡體應(yīng)及時對坡體進(jìn)行支護(hù)。②該地區(qū)綠化避免采用高大的喬木，可選擇比較低矮的灌木及草本植物。高大的喬木其根部類似樹根樁加固深度有限，因其不斷增強(qiáng)的自重及強(qiáng)降雨、風(fēng)荷載傳遞等作用下，根部對土體的拖拽作用反而破壞土體的強(qiáng)度，對斜坡的穩(wěn)定性不利。③加強(qiáng)該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害方案教育工作，文中列舉的典型滑坡形成的一個重要原因在于下部酒廠有關(guān)人員套用其他地區(qū)的建設(shè)經(jīng)驗，開挖臨空而未能只是支護(hù)及支護(hù)較弱，造成人為因素誘發(fā)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害。7結(jié)語茅臺地區(qū)是滑坡地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，滑坡的形成與該地區(qū)地形地貌、地層